海水淡化过程中的超滤预处理中试研究_尚明华

PilotstudyofseawaterdesalinizationpretreatmentbyultrafiltrationShangMinghua，WangDuo，GaoXueli，ChengHuaigang（CollegeofChemistry&ChemicalEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266100，China）海水淡化过程中的超滤预处理中试研究尚明华，王铎，高学理，成怀刚（中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100）［摘要］超滤作为一种新型海水淡化预处理技术，近年来得到了广泛的关注，并在实际中得到应用。采用死端超滤技术对胶州湾海水进行预处理实验，试验采用UF-Ⅰ和UF-Ⅱ两种中空纤维膜组件，考察了两种超滤膜最佳操作参数以及对浊度的去除效果，分析了超滤系统产水通量以及出水淤泥密度指数（SDI15）随时间的变化情况。发现UF-Ⅰ的性能优于UF-Ⅱ，其出水SDI15在2.0左右，对浊度的去除率100%。［关键词］死端超滤；海水预处理；浊度；淤泥密度指数［中图分类号］P747；TQ085+.41［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2009）10-0018-04Abstract：Ultrafiltrationasanewseawaterdesalinizationpretreatmenttechniquehasbeenwidelyconcernedinrecentyearsandappliedinpractice.ThepilottesthasbeencarriedoutatJiaozhouBaybydead-endultrafiltrationtechnique.Duringpilottesting，thebestoperationparametersandtheremovaleffectofturbidityareinvestigatedbyusingUF-ⅠandUF-ⅡhollowfiberUFmembranes.ThepermeatefluxandSDI15oftheultrafiltrationsystemwiththetimechangesareanalyzed.ItisfoundthattheperformanceofUF-ⅠmembraneisbetterthanUF-Ⅱmembrane，andtheSDI15ofeffluentisabout2.0，andtheremovalrateofturbidityis100%.Keywords：dead-endultrafiltration；seawaterpretreatment；turbidity；SDI15［基金项目］863国家高新技术发展计划（2006AA09Z337）；山东省科技攻关计划（2007GG10005001）反渗透（RO）用于海水淡化作为解决淡水资源危机的有效途径之一，已经在许多国家和地区得到了广泛的应用。在反渗透海水淡化工程中，由于海水中的盐度、硬度、总固溶物及其他杂质的含量均较高〔1〕，达不到反渗透及纳滤对进水水质的要求，同时每天的海水水质也在不断变化，因此，预处理是一个必不可少的步骤。反渗透海水淡化常规预处理方法包括加氯杀菌、在线凝聚和絮凝、多介质过滤、加酸调节pH、加防垢剂和还原剂、保安过滤等〔2〕。传统预处理中的多介质过滤器和筒式过滤器并不能完全去除胶体和悬浮物质，出水水质会产生波动〔3〕。另外传统的加药处理方式还对反渗透膜和环境造成污染〔4〕。20世纪90年代后期，出现了集成膜技术（IMS）〔5-7〕概念，即将微滤、超滤作为反渗透或者纳滤脱盐的预处理技术。IMS系统具有可靠性高、对原水的水质变化相对不敏感、操作费用低且均为商品化组件式装置的特点，受到国际海水淡化界的广泛关注。笔者考察了超滤-纳滤海水淡化预处理工艺中的超滤膜的长期稳定性，并进行了中试试验。1实验部分1.1预处理工艺流程根据实际情况，选定了黄岛附近海域作为实验现场，具体的试验流程如图1所示。第29卷第10期2009年10月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．29No．10Oct.，200918——工业水处理2009－10，29（10）海水由潜水泵输送进入砂滤装置和保安过滤器，然后进入超滤进水箱，再经高压泵输送入超滤系统；超滤产水储存于超滤产水箱并作为纳滤系统的进水。超滤装置使用了两种截留分子质量（MWCO）分别为80000u（膜材质为聚醚砜，编号为UF-Ⅰ）和20000u（膜材质为聚砜，编号为UF-Ⅱ）的中空纤维超滤膜组件，以死端方式进行过滤。1.2测试方法SDI值采用Millipore公司生产的型号为R1000-8G-NT的SDI仪测定；浊度采用哈纳公司的型号为H293